فیلتر ممبران یکی از اجزای اصلی در تصفیه آب به روش های مختلف از قبیل اسمز معکوس و اولترافیلتراسیون می باشد که تاثیر بسزایی در حدف آلاینده های فیزیکی، بیولوژیکی و شیمیایی دارد. عملکرد ممبران در تصفیه آب بر پایه حذف مواد آلاینده به کمک غشای نیمه تراوا بوده و از ورود ناخالصی ها به بخش آب تصفیه شده جلوگیری میکند.
فیلتر ممبران چیست؟
در معرفی فیلتر ممبران، لازم است ابتدا با اصطلاحاتی از قبیل غشا آشنا شوید. غشا به نوعی ورقه یا صفحه گفته میشود که مانند سلول های بدن انسان، اجازه ورود برخی از مواد و ذرات را داده و به برخی چنین اجازه ای داده نمیشود. ممبران نوعی فیلتر می باشد که از چندین غشا یا ورقه های فیلم تشکیل شده است و با قرار گرفتن در اطراف لوله ای پلاستیکی، تنها اجازه عبور آب خالص را می دهند. به عبارت دیگر، نوعی فیلتر می باشد که از غشای نیمه تراوا تشکیل شده و ذراتی از قبیل آلاینده های شیمیایی، بیولوژیکی و فیزیکی نمی توانند از منافذ موجود بر روی آن عبور کنند. فیلتر ممبران یکی از اجزای اصلی در تصفیه آب به روش اسمز معکوس و اولترافیلتراسیون می باشد و قادر به حذف ذرات به اندازه 0.0001 مکیرون را دارا می باشند. این نوع فیلتر در تصفیه آب کارخانجات و تصفیه خانه های بزرگ و صنعتی کاربرد گسترده ای دارد.
اجزای فیلتر ممبران
در ساختار کلی فیلتر ممبران چند بخش وجود دارد که وجود آنها تضمین کننده درستی عملکرد ممبران در تصفیه آب به شمار می روند. مهم ترین اجزای ممبران عبارتند از:
غشای نیمه تراوا
غشای نیمه تراوا همان طور که اشاره شد، صفحاتی با منافذ بسیار ریز بوده که از عبور ذرات با اندازه بزرگتر از این منافذ به درون خود جلوگیری می کنند. این غشا به صورت مارپیچی اطراف میله ای پلاستیکی پیچیده شده و در نهایت در داخل محفظه ای به نام هوزینگ فیلتر کارتریج قرار خواهند گرفت.
مجرای فاضلاب
پس از ورود آب ناخالص با آلاینده های مختلف به درون دستگاه تصفیه آب از قبیل آب شیرین کن صنعتی یا اسمز معکوس یا سایر تجهیزاتی که از ممبران استفاده می کنند، آلانیده هایی با اندازه بزرگتر از 0.0001 میکرون امکان عبور از منافذ غشای نیمه تراوا را نخواهند داشت. ذرات باقیمانده در پشت غشا وارد مجرای فاضلاب میشوند تا از از دستگاه خارج گردند.
مجرای آب
ساختار در نظر گرفته شده برای فیلتر ممبران به گونه ایست که تنها آب خالص اجازه عبور از منافذ آن را خواهد داشت. آب بدون آلودگی پس از عبور از غشا وارد مجرای آب شده و از دستگاه خارج می گردد.
انواع فیلتر ممبران
فیلتر ممبران دارای انواع مختلفی بوده و بر اساس ویژگی های متعدد قابل تقسیم بندی می باشند. از جمله فاکتورهایی که می توان بر اساس آنها ممبران ها را تقسیم بندی نمود، نوع دستگاهی می باشد که از آن استفاده می کند که عبارتند از:
ممبران اسمز معکوس
این نوع فیلتر در درون تجهیزاتی کاربرد دارد که برای تصفیه آب آشامیدنی یا آب مورد نیاز در محیط های صنعتی از قبیل دیگ بخار از روش اسمز معکوس استفاده می کنند. آب با ناخالصی های متعدد با فشار پمپ از این فیلتر عبور نموده و حجم زیادی از آلاینده های خود را از دست می دهد. موادی از قبیل انواع نمک و یون، نیترات ها، سولفات ها، سرب و کلر و کلرامین موجود در آب با ممبران RO قابل حذف می باشند و تاثیر بسیار بالایی بر کیفیت آب خروجی ایجاد خواهد شد.
ممبران اولترافیلتراسیون
ممبران اولترافیلتراسیون نیز بر پایه غشای نیمه تراوا عمل نموده و برخلاف نوع NF، قادر به حذف یون ها و مولکول های کوچک موجود در آب نمی باشد. این نوع ممبران در برابر کلر مقاومت بالایی داشته و به همین دلیل می توان برای شستشو و تمیز کردن آن از کلر استفاده نمود.
ممبران نانوفیلتراسیون
فیلتر ممبران موجود در دستگاه های تصفیه آب به کمک نانو فیلتراسیون از دو بخش تشکیل شده اند که یک بخش، نقش محافظ را برای دستگاه در برابر فشار ایفا نموده و بخش دیگر جدا ککنده آب از ناخالصی ها می باشد. فیلتر ممبران NF دارای منافذی به اندازه یک نانو بوده و از ورود ناخالصی ها با اندازه بیشتر از 0.0001 جلوگیری خواهد نمود. پس از عبور آب از این غشا، تنها یون های مفید برای بدن انسان در آب موجود می باشند.
عملکرد فیلتر ممبران در تصفیه آب
همان طور که اشاره شد، ممبران دارای دو بخش مجرای آب و مجرای فاضلاب بوده که در فرآیند تصفیه آب استفاده میشوند. در حالت کلی، عملکرد فیلتر ممبران در تصفیه آب بدین صورت می باشد:
- غشای نیمه تراوا پس از قرار گرفتن در اطراف میله استوانه ای، درون محفظه ای به نام هوزینگ فیلتر کارتریج قرار میگیرد. البته قرار گرفتن فیلتر دررون این محفظه به نوع دستگاه تصفیه بستگی دارد.
- آب وارد شده به درون هوزینگ، به صورت چرخشی اطراف فیلتر به چرخش در می آید. بر اثر چرخش آب در اطراف ممبران، آب خالص و بدون آلودگی از منافذ کوچک غشار عبور نموده و وارد مجرای آب می گردد. این آب تصفیه شده بوده و از دستگاه خارج می گردد
- آلاینده های شیمایی، باکتری ها، قارچ و آلاینده های فیزیکی امکان عبور از غشا را نداشته و وارد مجرای فاضلاب خواهند شد. آب قرار گرفته در این بخش، به عنوان فاضلاب از دستگاه تخلیه می گردد
با استفاده از این غشا در تصفیه آب آلاینده هایی از قبیل موارد زیر حذف می گردند:
- نمک های محلول و غیر محلول در آب
- فلزات سنگین و سرطان زا موجود در آب
- نیترات
- باکتری ها و قارچ ها
- هر نوع ذرات جامد معلق در آب با اندازه کمتر از یک نانو
عمر ممبران چقدر است؟
تماس فیلتر با مواد آلاینده به مرور زمان باعث میشود عملکرد و کارایی آن کاهش پیدا کند. به همین دلیل لازم است به صورت مرتب نسبت به شستشو و تمیز کردن آن اقدام گردد. چند عامل مهم به مرور عمر ممبران را کاهش می دهد که از مهم ترین آنها می توان به میزان آلاینده های موجود در آب اشاره نمود. به همین دلیل است که در اغلب مواقع، چند مرحله به عنوان پیش تصفیه در نظر گرفته میشود تا حجم زیادی از آلاینده ها حذف شده و ذرات ریز باقی مانده به کمک ممبران ها حذف شوند. علاوه براین، لازم است تا حد امکان از برخورد بیش از اندازه ممبران ها با کلر جلوگیری گردد تا طول عمر بیشتری داشته باشند.
